一种聚脲树脂合成工艺制造技术

本发明专利技术公开了一种聚脲树脂合成工艺，该聚脲涂料A组分是由4，4’‑二苯甲烷二异氰酸酯、高活性聚氧化丙烯‑氧化乙烯醚多元醇、苯甲酰氯、分散剂、碳酸乙酯组成，在一定工艺控制条件下，合成4，4’‑二苯甲烷二异氰酸酯的预聚体，B组分是由4，4’‑双仲丁胺基二苯基甲烷、2‑(4‑氨基苯基)‑5(6)氨基苯基苯并咪唑、颜料、碳酸乙酯组成，在一定工艺控制条件下，混合形成含有扩链剂的B组分；在涂料的制备过程的工艺控制条件下，A、B组分经过喷涂后形成聚脲涂层。本发明专利技术的聚脲涂料具有高热变性稳定、抗拉强度和高韧性、耐化学品腐蚀性高、优异的电绝缘性能，用做电子、电器器件的绝缘材料或封装材料，还可广泛应用于机械、化工、石油领域。

A synthetic process of polyurea resin

The present invention discloses a synthetic process of polyurea resin. Component A of the polyurea coating is composed of 4,4'diphenylmethane diisocyanate, highly active polypropylene oxide ethylene oxide polyol, benzoyl chloride, dispersant and ethyl carbonate. Under certain process control conditions, the prepolymer of 4,4' diphenylmethane diisocyanate is synthesized, and component B is composed of 4,4'bis-sec-butyl. Aminodiphenyl methane, 2 (4 (aminophenyl)(5 (6) aminophenyl benzimidazole, pigments and ethyl carbonate were mixed to form B component containing chain extender under certain process control conditions. Under the process control conditions of the preparation process of the coating, A and B components were sprayed to form polyurea coating. The polyurea coating of the invention has high thermal stability, high tensile strength and toughness, high chemical corrosion resistance and excellent electrical insulation performance. It can be used as an insulating or encapsulating material for electronic and electrical devices, and can also be widely used in the fields of machinery, chemical industry and petroleum.

【技术实现步骤摘要】
一种聚脲树脂合成工艺
本专利技术属于高分子复合材料的制备，尤其是聚脲树脂改性涂料的生产领域。
技术介绍
喷涂聚脲弹性体技术经历了聚氨酯、聚氨酯脲和聚脲三个发展阶段。在三种体系中A组份是基本相同的，均为芳香族或脂肪族的预聚物和半预聚物，区别在于B组份。喷涂聚氨酯的B组份是由端羟基树脂和端羟基扩链剂组成，并含有用于提高反应活性的催化剂。喷涂聚氨酯/脲的B组份既可以是端羟基树脂，也可以是端胺基树脂和胺扩链剂组成，一般含有用于提高反应活性的催化剂。而喷涂聚脲的B组份必须是由端氨基树脂和端氨基扩链剂组成，并且不含任何羟基成分和催化剂，可以含有一定量的分散剂和中性灰2BL。由于端氨基化合物与异氰酸酯组分的反应活性极高，无需任何催化剂，即可在室温或低温下瞬间完成反应，从而有效地克服了聚氨酯和聚氨酯/脲弹性体在施工过程中，因环境温度和湿度的影响而发泡、造成材料性能急剧下降的致命缺点。喷涂聚脲技术集涂料、橡胶和塑料等防腐材料的诸多优点于一身，是目前国际上最先进的防腐技术之一。其技术优势主要表现在快速固化，可在任意曲面喷涂而不产生流淌现象，凝胶时间短至10s或以下，10min即可达到步行强度；对温度、湿气不敏感，施工时不受环境温度、湿度的影响。聚脲可在-28℃的低温环境下施工，也可在潮湿多雨的环境下施工；100％固含量，符合环保要求，在施工和使用过程中没有气味，尤其适合通风不良的储罐内壁和管道内壁的防腐施工；一次施工即可达到厚度要求，克服了传统防腐涂料必须多次施工的弊病；涂层致密、无接缝，可耐受水、海水、酸、碱、盐、油等介质的长期腐蚀，耐化学介质和土壤侵蚀能力十分突出；机械强度高，伸长率好，抗冲击性能好，在温度交变和外力冲击作用下不易破损；附着力好，在喷砂至Sa2.5级的钢材上附着力大于10MPa，长期使用不脱落；耐击穿电压高达20kv/mm以上，与阴极保护配套性良好；不含催化剂，耐紫外光老化性能好，在户外长期使用不粉化、不开裂；使用温度宽，可在－50～+121℃下长期使用，改性耐高温聚脲可在150℃以下长期使用等优点。喷涂聚脲技术具有卓越的物理性能和施工性能，是一种新型的涂装技术。它可以完全或部分替代传统的聚氨酯、环氧树脂、玻璃钢、FBE以及聚烯烃类化合物，在化工防腐、管道、建筑、船舶、水利、交通、机械、矿山耐磨等行业具有广阔的应用前景。对于金属化工储罐防腐材料一般分为衬里和涂料两大类。常用的衬里有橡胶衬里、塑料衬里和玻璃钢衬里等。橡胶衬里一般采用天然橡胶或合成橡胶，可在常温常压下使用。缺点是需要现场加热硫化，施工工艺十分复杂，质量很难保证。塑料衬里一般为预制块状材料，施工时需要专门的粘贴工艺，接缝处极易导致渗漏，从而引起整体失效。玻璃钢衬里采用手工粘贴工艺，气味大、污染环境，而且需要多道施工，施工质量难以保证。传统的防腐涂料具有施工方便的优点，可在内壁或外壁使用。但这些涂料体系一般存在着硬度有余韧性不足，在热应力或冲击作用下极易开裂，过早的开裂可能导致储存的液体泄漏，修补及保养导致费用增加；体系含有机溶剂，对人体有害、污染环境，溶剂挥发产生的针孔会造成腐蚀介质的渗入；必须采用多道施工，周期长、效率低等缺点。聚脲喷涂技术有效地解决了上述难题，在钢质储罐内、外壁防腐工程中应用具有明显的技术优势，已在大庆油田、胜利油田、新疆油田、齐鲁石化、兰州石化、岳阳石化的原油罐、重油罐、污水罐和盐酸槽车等项目上成功应用。此外，SPUA技术还可用于有保温要求的化工储罐，作为保温层的防护层。传统的方法是在聚氨酯泡沫外面包裹镀锌铁皮，但存在的接缝容易导致进水，泡沫很快被腐蚀老化。而采用SPUA技术可起到防腐、防水的双重作用，无接缝，美观实用。为防止化工原料泄露，在某些化工储罐周围建有储罐围堰。早期的储罐围堰十分简陋，一般是由混凝土或者土墙围制而成，底部铺上碎石。一旦原料发生大量泄露，围堰可临时储存，但少量泄露的化工原料会渗入土壤中，对土壤造成严重的污染。随着发达国家对环境保护越来越重视，要求储罐围堰必须完全封闭以保护土壤。塑料衬里曾在储罐围堰中应用，具有防腐性能好的优点，但施工工艺复杂，尤其是在形状复杂、管件多的地方施工非常困难。此外，施工后的塑料衬里有大量接缝，常常造成泄露，然而聚脲可以耐受水和大多数化学介质的侵蚀，而且具有无污染、不流淌、施工快等特点。更为重要的是喷涂后聚脲弹性体无接缝、柔韧性好，伸长率高达300％以上，可以将混凝土底材上的毛细裂纹连接在一起，防渗漏效果极佳。目前，聚脲已在国外的混凝土储罐围堰上大量应用在太平洋西北部以及阿拉斯加地区的应用表明聚脲可经受苛刻的天气考验。除储罐围堰以外，相似的应用领域还有化工地沟、电厂排水沟及地面防渗层等表面的防护。聚脲代表了国际最新防腐技术的发展潮流。目前国际上很多著名的管道工程都使用了聚脲或/与聚氨酯泡沫结合用于需要保温的油气管道。随着聚脲技术的推广发展，聚脲技术的优越性有了得到了人们的共识。在不久的将来，聚脲将和熔结环氧粉末、3PE一起成为管道外壁的主要防腐材料之一。SPUA材料还可广泛用作球墨铸铁管、钢管和水泥管的内壁防腐。要达到50年的使用寿命，铸铁管或钢管内壁必须进行防腐处理，以前常用的方法是内衬水泥砂浆。水泥砂浆是历史最悠久的管道内衬，但存在应力收缩后易开裂，表面缺陷(如麻面、砂穴、空鼓)较多；水泥砂浆衬里会造成溶解性物质含量的提高，硬度发生变化，NH3析出，导致水质碱化；水的不稳定性也会影响水泥砂浆等缺点。当水中CO2超平衡量浓度达到7mg/L会导致砂浆受损，砂粒流失，影响水质。SPUA材料用作铸铁管内壁防腐材料具有附着力好，不开裂，耐腐蚀性强，使用寿命长；表面光滑，水力摩阻系数比砼管和钢管要少，能提高输水效率。在相同管径的条件下，节省泵的功率和能源20％以上，大大降低运行费用；不结垢，水质不会被水中的菌类微生物沾污或氧化生锈，不产生二次污染，能保持永久性输水量和水质洁净度不变等优点。在中国专利号ZL201110101576.3中介绍一种水溶性聚脲树脂的制造方法，该方法获得的聚脲树脂主要用作物件的镀膜。使其一部分聚脲树脂渗入物件内部，有利于提高聚脲树脂与物件之间的粘附，该聚脲树脂主要用作纤维镀膜和混凝土镀膜防水等。在该水溶性聚脲的应用过程中，存在应用领域的局限性。在中国专利号ZL201110403185.7中介绍了一种聚脲树脂组合物和固化剂，该组合物满足不需要长时间固化，固化时不受环境条件的影响，聚脲树脂在空气中长时间暴露不变黄，但是，其实该聚脲树脂组合物的固化时间相对较长。在中国专利号ZL201210198415.5中介绍了一种纳米材料聚脲树脂的制造工艺，该聚脲涂料是采用A、B两组分来合成的聚脲树脂，同时掺混入20～50nm的氧化锌或钛白粉来作为聚脲树脂的无机改性填充材料，然而，在该专利技术的工艺过程中，采用的氧化锌和钛白粉的颗粒度显得变大。鉴于以上专利技术上存在的不足，本专利技术为了进一步提高聚脲树脂的抗冲击强度，在本专利技术的过程中，适当加入无机盐晶须填充材料，其目的是在不降低聚脲涂料使用寿命的前提下，提高聚脲涂料的制造成本，有利于扩大聚脲改性复合材料的应用领域。
技术实现思路
：本专利技术的目的是研究一种聚脲涂料的制造工艺，在不增加制造成本的前提下，充分利用合成聚脲树脂的特点，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种聚脲树脂合成工艺，其特征在于，该聚脲涂料A组分是由4，4’‑二苯甲烷二异氰酸酯、高活性聚氧化丙烯‑氧化乙烯醚多元醇、苯甲酰氯、分散剂、碳酸乙酯组成，在一定工艺控制条件下，合成4，4’‑二苯甲烷二异氰酸酯的预聚体，B组分是由4，4’‑双仲丁胺基二苯基甲烷、2‑(4‑氨基苯基)‑5(6)氨基苯基苯并咪唑、颜料、碳酸乙酯组成，在一定工艺控制条件下，混合形成含有扩链剂的B组分；在涂料的制备过程的工艺控制条件下，A、B组分经过喷涂后形成聚脲涂层；其具体工艺如下：1)在反应釜中加入占A组分总重量两倍的碳酸乙酯、高活性聚氧化丙烯‑氧化乙烯醚多元醇、失水山梨醇脂肪酸酯分散剂，先以氮气置换瓶内空气10min之后密闭反应釜，高速搅拌预混底料18～26min，在激烈搅拌下将4，4’‑二苯甲烷二异氰酸酯逐步滴加到高活性聚氧化丙烯‑氧化乙烯醚多元醇和碳酸乙酯的体系中。反应温度为66～88℃，加完后继续反应4.5～6.0h之后，再加入苯甲酰氯，继续反应0.6～1.0h，随即在‑0.088～‑0.096MPa、温度为123～136℃的条件下，抽真空3.5～4.5h，脱除小分子和残余单体，冷却到室温，得到聚脲涂料所需的A组分预聚体；其中，高活性聚氧化丙烯‑氧化乙烯醚多元醇占A组分总重量的33～38％wt,失水山梨醇脂肪酸酯为0.3～0.6％wt，4，4’‑二苯甲烷二异氰酸酯为62～67％；分散剂苯甲酰氯为0.3～0.6％wt；分散剂羟乙基乙二胺三乙酸钠为3～6％wt；2)在氮气的保护下，向反应釜中加入B组分总重量两倍的碳酸乙酯，加入0.3～0.6％wt的失水山梨醇脂肪酸酯，在不断搅拌的条件下，再加入与4，4’‑二苯甲烷二异氰酸酯的摩尔比为1：1的4，4’‑双仲丁胺基二苯基甲烷和2‑(4‑氨基苯基)‑5(6)氨基苯基苯并咪唑的混合物，控制搅拌速率为200～300rpm的条件下，加热混合物，使温度上升至68～86℃，回流38～48min，随即将B组分的混合物冷却至常温，得到聚脲涂料所需的扩链剂B组分；其中4，4’‑双仲丁胺基二苯基甲烷和2‑(4‑氨基苯基)‑5(6)氨基苯基苯并咪唑的摩尔比为0.68～0.86：0.32～0.14；3)将步骤1)得到的聚脲涂料所需的A组分预聚体和2)得到的扩链剂B组分，经过喷涂后，凝固时间为3～8s。...

【技术特征摘要】
1.一种聚脲树脂合成工艺，其特征在于，该聚脲涂料A组分是由4，4’-二苯甲烷二异氰酸酯、高活性聚氧化丙烯-氧化乙烯醚多元醇、苯甲酰氯、分散剂、碳酸乙酯组成，在一定工艺控制条件下，合成4，4’-二苯甲烷二异氰酸酯的预聚体，B组分是由4，4’-双仲丁胺基二苯基甲烷、2-(4-氨基苯基)-5(6)氨基苯基苯并咪唑、颜料、碳酸乙酯组成，在一定工艺控制条件下，混合形成含有扩链剂的B组分；在涂料的制备过程的工艺控制条件下，A、B组分经过喷涂后形成聚脲涂层；其具体工艺如下：1)在反应釜中加入占A组分总重量两倍的碳酸乙酯、高活性聚氧化丙烯-氧化乙烯醚多元醇、失水山梨醇脂肪酸酯分散剂，先以氮气置换瓶内空气10min之后密闭反应釜，高速搅拌预混底料18～26min，在激烈搅拌下将4，4’-二苯甲烷二异氰酸酯逐步滴加到高活性聚氧化丙烯-氧化乙烯醚多元醇和碳酸乙酯的体系中。反应温度为66～88℃，加完后继续反应4.5～6.0h之后，再加入苯甲酰氯，继续反应0.6～1.0h，随即在-0.088～-0.096MPa、温度为123～136℃的条件下，抽真空3.5～4.5h，脱除小分子...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋大余，宋健为，郭武忠，
申请(专利权)人：成都上泰科技有限公司，
类型：发明
国别省市：四川,51